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Subestaciones

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ingenieria de servicios auxiliares

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  1. SUBESTACIONES ELECTRICAS Presenta: ING. JOSE ANTONIO GUEVARA RAZO Ingeniería de Servicios Auxiliares
  2. Fuentes de Energía Eléctrica ING. SERVICIOS AUXILIARES
  3. <ul><li>La energía eléctrica apenas existe libre en la naturaleza de manera aprovechable. </li></ul><ul><li>El ejemplo más relevante y habitual de esta manifestación son las tormentas eléctricas. La figura 1 muestra unas tormentas eléctricas que se sucedieron en Europa. </li></ul>ING. SERVICIOS AUXILIARES
  4. ING. SERVICIOS AUXILIARES
  5. <ul><li>El Sistema Eléctrico Nacional esta integrado principalmente por las Centrales Generadoras (C.G.) , las Líneas de Transmisión (L.T.) y las Subestaciones Eléctricas (S.E.´S) desempeñando estas una función muy importante ya que son las uniones de entrada y salida de los paquetes de energía para su envío a grandes distancias, regulación o distribución. </li></ul>M.C. MARTHA E. FERNANDEZ
  6. <ul><li>La electricidad se genera a partir de fuentes de energía, principalmente en: centrales hidroeléctricas donde se usa la fuerza mecánica de agua o en centrales termoeléctricas donde se produce electricidad a partir de la quema carbón (o algún otro combustible como el gas, combustóleo, etc.), petróleo y otros combustibles. </li></ul><ul><li>También puede generarse a partir de la Energía Eólica, Solar y Biomasa entre otras. </li></ul>ING. SERVICIOS AUXILIARES
  7. CENTRAL HIDROELECTRICA <ul><li>En las centrales hidroeléctricas el agua de un río, se hace bajar por grandes tuberías y túneles donde adquiere gran velocidad. Al llegar abajo, el agua hace girar unas turbinas conectadas a un generador (igual que un dínamo de bicicleta) produciendo la electricidad. </li></ul>ING. SERVICIOS AUXILIARES
  8. VIDEO ING. SERVICIOS AUXILIARES
  9. CENTRAL TERMICA <ul><li>En el proceso termoeléctrico existe una clasificación de tipos de generación, según la tecnología utilizada para hacer girar los generadores eléctricos: </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>Vapor </li></ul><ul><li>Con vapor de agua se produce el movimiento de una turbina acoplada al generador eléctrico. </li></ul><ul><li>Turbogas </li></ul><ul><li>Con los gases de combustión se produce el movimiento de una turbina acoplada al generador eléctrico . </li></ul>ING. SERVICIOS AUXILIARES
  10. <ul><li>Combustión Interna </li></ul><ul><li>Con un motor de combustión interna se produce el movimiento del generador eléctrico. </li></ul><ul><li>Ciclo Combinado </li></ul><ul><li>Combinación de las tecnologías de turbogas y vapor. Constan de una o más unidades turbogas y una de vapor, cada turbina acoplada a su respectivo generador eléctrico. </li></ul>ING. SERVICIOS AUXILIARES
  11. ING. SERVICIOS AUXILIARES
  12. ING. SERVICIOS AUXILIARES
  13. ING. SERVICIOS AUXILIARES
  14. ING. SERVICIOS AUXILIARES
  15. <ul><li>La energía eléctrica como sale de las centrales generadoras no puede ser utilizada (en casas habitación, industrias, comercios, etc.) ni tampoco transportada a través de las líneas de transmisión. </li></ul>ING. SERVICIOS AUXILIARES Montaje de la línea de transmisión (L.T.)
  16. La conexión eléctrica entre las C.G. y las S.E.´s, se hace por medio de las L.T. Líneas de transmisión Aisladores Torre
  17. ING. SERVICIOS AUXILIARES Líneas de Transmisión Tuxpan Veracruz, México
  18. <ul><li>Por lo que antes de su utilización y/o transporte debe ser elevada por una subestación eléctrica </li></ul>
  19. SUBESTACIONES
  20. Subestación eléctrica <ul><li>Un conjunto de equipos en el que se incluye un recinto adecuado para la conversión, transformación y regulación de energía eléctrica. </li></ul>
  21. Subestación eléctrica <ul><li>Una Subestación Eléctrica es una instalación empleada ara la transformación  del voltaje de la energía eléctrica. El componente principal de una Subestación Eléctrica es el transformador. </li></ul><ul><li>Las subestaciones eléctricas elevadoras se ubican en las inmediaciones de centrales eléctricas para elevar el voltaje de salida de sus generadores. </li></ul><ul><li>En las cercanías de las poblaciones y los consumidores, se encuentran las subestaciones eléctricas reductoras para bajar el nivel de voltaje a niveles aptos para su utilización. </li></ul>
  22.  
  23. CLASIFICACIÓN DE LAS SUBESTACIONES
  24. <ul><li>Desde el punto de vista de la función que desempeñan para el Sistema Eléctrico Nacional (SEN) las subestaciones se clasifican en: </li></ul><ul><li>Subestaciones en plantas generadoras </li></ul><ul><li>Receptoras primarias </li></ul><ul><li>Receptoras secundarias </li></ul>
  25. Subestación en planta generadora Subestación receptora primaria Subestación receptora secundaria
  26. SUBESTACIONES EN PLANTAS GENERADORAS O CENTRALES ELÉCTRICAS <ul><li>Este tipo de subestación se encuentra adyacente a las centrales eléctricas, su función es modificar los parámetros de la potencia suministrada por los generadores eléctricos para permitir la transmisión de la energía eléctrica en alta tensión (A.T.). </li></ul><ul><li>Ya que los voltajes de generación se tienen entre 5 y 25 KV y la transmisión de la energía dependiendo del volumen de transmisión se puede efectuar a 69, 85, 115, 230 o 400 KV, en algunos países es posible encontrar tensiones de transmisión de 765, 800 y hasta 1,200 KV en corriente alterna (C.A.) y en corriente directa (C.D.). </li></ul>
  27. SUBESTACIONES RECEPTORAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS <ul><li>SUBESTACIONES RECEPTORES PRIMARIAS </li></ul><ul><li>Estas son alimentadas directamente de las líneas de transmisión reducen la tensión a valores menores para la alimentación de los sistemas de subtransmisión o las redes de distribución, de tal manera que dependiendo de la tensión de transmisión pueden tener en su secundario tensiones del orden de 230, 115 o 69 KV y eventualmente 34.5, 13.2, 6.9 o 4.16 KV. </li></ul>
  28. SUBESTACIONES RECEPTORAS SECUNDARIAS <ul><li>Este tipo de subestaciones se alimentan por las redes de subtransmisión y suministran la energía eléctrica a las redes de distribución a tensiones comprendidas entre 34.5 y 6.9 KV </li></ul>
  29. <ul><li>Las subestaciones se pueden también clasificar de acuerdo al tipo de instalación que tienen y pueden ser tales como intemperie, interior o blindado (de acuerdo a la obra civil). </li></ul>
  30. Subestación tipo intemperie S.E. expuesta a condiciones climáticas Subestación Puebla II Potencia
  31. S.E. Bernabé con un corto circuito declarado
  32. S.E. de Nogales, Son. (ver detalle de presencia de nieve)
  33.  
  34. Subestación de distribución
  35. Subestación interior S.E. protegida de las condiciones ambientales, con obra civil.
  36. Subestación blindada S.E. utilizadas en ambientes densamente poblados, muy contaminados o en espacios reducidos
  37. TENSIÓN <ul><li>La tensión en los Sistemas de Potencia está normalizada, en primer término depende de las normas que se utilizan en cada país y en segundo término de las normas internas de las empresas propietarias de los Sistemas de Potencia. </li></ul><ul><li>Por ejemplo para A.T en México se tiene que para el sistema central las tensiones normalizadas son las siguientes: </li></ul><ul><li>400, 230, 115, 85 y 23 KV para alta tensión </li></ul><ul><li>440, 220 y 127 Volt para baja tensión </li></ul>
  38. Corriente <ul><li>Una subestación eléctrica como instalación eléctrica deberá estar diseñada para soportar el paso de dos tipos corrientes: </li></ul><ul><li>Corriente nominal máxima , determina los esfuerzos térmicos, sirve para determinar p. Ej. La sección transversal de conductores, el calibre (corriente en condiciones normales de operación) </li></ul>
  39. <ul><li>b) Corriente de cortocircuito máxima (corriente de falla en la que deben de operar las protecciones eléctricas, determina). </li></ul><ul><li>Esta corriente sirve para determinar el valor de corriente de operación de las de protecciones eléctricas p. Ej. Termomagnético, fusibles, interruptores de potencia, etc.) </li></ul>
  40. PRINCIPALES COMPONENTES PRIMARIOS DE UNA SUBESTACION ELECTRICA 1.- Transformador de potencia (banco de transformación) 2.- Interruptores de potencia 3.-Cuchilla desconectadotas 4.- Apartarrayos 5.- Barras colectoras 6.- Transformador para instrumentos (T.C., T.P. y D.P.)
  41. 1.- Transformador de potencia (banco de transformación) <ul><li>Dispositivo eléctrico responsable de la elevación o reducción del voltaje que recibe de las C.G. o de las L.T. </li></ul>
  42. Personal de la C.F.E. dando una explicación a docente y alumnos del área de Ingeniería Eléctrica del I.T.O., en visita industrial realizada a la S.E. PUE II Potencia.
  43. Banco de transformación
  44. Banco de transformación
  45. Banco de transformación
  46. Banco de transformación
  47. Banco de transformación
  48. Banco de transformación
  49. Banco de transformación
  50. Interruptores de potencia <ul><li>Son usados para interrumpir el flujo de corriente y desconectar algún elemento del S.E.P., puede interrumpir corrientes de carga normales o debidas a fallas eléctricas. </li></ul>
  51. Interruptor de potencia con SF 6
  52. Interruptor de potencia en vacío
  53. Interruptores de potencia en SF 6
  54. Cuchillas desconectadoras <ul><li>Dispositivos análogos al interruptor de potencia, con la diferencia que estos dispositivos no deben operar bajo condiciones de carga y en ningún caso responden a condiciones de falla, su función solo es desconectar. </li></ul><ul><li>La dimensión y características de las cuchillas dependen del circuito y la S.E. donde serán instaladas. </li></ul>
  55.  
  56. Cuchilla de apertura horizontal
  57. Mordaza Navaja de la cuchilla Aislamiento Cuchilla de apertura vertical cierre
  58. Cuchilla tipo pantógrafo Abierta Cerrada
  59. Cuchilla tipo semipantógrafo (abierta)
  60. Cuchilla tipo semipantógrafo cerrada
  61. Cuchilla de puesta a tierra Mecanismo de operación de la cuchilla
  62. Apartarrayos <ul><li>Se emplean en la protección de las instalaciones y subestaciones contra sobretensiones. </li></ul><ul><li>Tienen la función de drenar a tierra sobretensiones de origen atmosférico o las generadas por la operación de los interruptores de potencia. </li></ul>
  63. Dispositivo instalado a la llegada de la línea de transmisión a la S.E. sirva para drenar a tierra los potenciales de origen atmosférico o los generados por operación de algunos equipos de la S.E.
  64. Apartarrayos y estructura de la torre de 400 KV que lleva las L.T. que alimentan a la S.E.
  65. Apartarrayos en el banco de transformación La operación correcta de este dispositivo depende del diseño del sistema de tierras de la S.E.
  66. Transformadores para instrumentos <ul><li>Son utilizados para reducir las señales de voltaje y corriente a valores tales que representen niveles de seguridad para los trabajadores que laboran en ellas, así como reducir el tamaño de los equipos de medición y protección (protecciones eléctricas), alarmas sonoras o luminosas. </li></ul>
  67. <ul><li>De acuerdo a la variable eléctrica con la que operan los transformadores para instrumentos se clasifican en: </li></ul><ul><li>Transformadores de corriente (T.C.) </li></ul><ul><li>Transformadores de tensión o potencial (T.T., T.P. o T.P.I.) </li></ul><ul><li>Dispositivo de potencial (D.P. o T.P.C) </li></ul>Clasificación
  68. La foto muestra un T.C. y un T.P. ,
  69. Conexión de un T.P. con una RT de 480:120 V Los cuadritos que se aprecian en los devanados del transformador son las marcas de polaridad
  70. Apartarrayos D.P. O T.P.C. Trampa de ondas
  71. EQUIPO DE MEDICIÓN
  72. <ul><li>En S.E. es importante conocer; la corriente, la tensión, frecuencia, F.P., potencia activa y reactiva, energía temperatura, etc.. </li></ul>
  73.  
  74. Disposición de los equipos de medición en un tablero Equipo de medición análogo Equipo de medición digital
  75. Disposición de los equipos de medición en un tablero
  76. Tableros <ul><li>Los tableros en general son de lamina con un espesor de 3 mm., pintada de acuerdo a la norma, en esos tableros además de instalar los equipos de medición se instalan conmutadores, por la parte posterior los esquemas de protección, así como el bus mímico. </li></ul><ul><li>La altura de los tableros es de 2.28 mts. y los equipos de medición son instalados a una altura de 1.70 mts. para ser leídos sin dificultad. </li></ul>
  77. Tablero con esquemas de protección
  78. Tablero con esquemas de protección
  79. Tablero con instrumentos de medición, cuadro de alarmas y bus mímico Cuadro de alarmas Bus mímico Instrumentos de medición
  80. Parte posterior de un tablero donde se aprecia el alambrado de los diferentes equipos del tablero (medición o protección, tablillas de conexión.
  81. Tableros
  82. Banco de baterías <ul><li>Los bancos de baterías son estacionarios con capacidad para suministrar potencia en corriente directa a los esquemas de protección, control, señalización y todo lo que requiera de corriente directa a través de centros de carga. </li></ul>
  83. Banco de baterías
  84. Banco de baterías
  85.  
  86. Cargador de baterías
  87. Cargador de baterías
  88. Cargador de baterías
  89. Puesta a tierra de protección atmosférica <ul><li>Sirve para canalizar la energía de los rayos a tierra, la sobretensión de operación de algunos equipos, sometidos a tensión de forma accidental, etc. </li></ul>
  90. Red de tierra
  91.  
  92. Por su atención

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